煤礦礦井廢水回收利用探究

姚卿

（中煤西安設計工程有限責任公司 陜西 西安 710054）

0 引言

在煤礦礦井的開發以及采礦的過程中，容易產生大量的工業廢水，這種礦井廢水當中具有較高的懸浮物和離子元素，整體而言無法直接達到工業用水的最低標準，這種水更無法使用在人們的日常生活當中，所以處理礦井開采當中的礦井廢水就成了煤礦礦井的重要工作之一。在進行煤礦礦井的開采以及開發當中，最需要的就是水資源，但是礦井的廢水無法直接進行使用，并且礦井大多數地處偏遠、遠離市區，所以清潔用水就成了礦井開發過程中的第二個問題。為了能夠更好的保證礦井的持續開發，那么我們就要對礦井開采所產生的廢水進行深度處理，并且研究如何能夠將礦井廢水進行回用。

1 廢水水質以及廢水量分析

通過調查，我們可以知道的是現如今大多數的礦井當中，廢水水質主要集中在懸浮物和金屬類油類物質，廢水水量也都十分龐大。其中礦井當中的廢水水質就是我們需要研究的重點之一，現如今我們所發現的煤礦礦井廢水當中大多數都屬于混合型廢水，這種廢水的來源大多數都是來源于在進行煤礦礦井開采的時候，為了盡可能的保證礦產的開發順利和安全性所產生的[1]。這些廢水都是從煤礦礦井開采當中，從地下或者從各個礦井旁的含水層所流出的廢水，這些廢水經過礦井當中，導致水中富含各種礦井當中的礦產元素，像是鐵錳元素，這些元素導致廢水不僅難以滿足工業廢水的使用限度，自然這種水資源也失去了日常用水的條件。根據各項資料顯示，礦井廢水當中大多數礦產元素都來自于煤礦當中的砂巖層，和灰巖層的礦物質元素，這些礦井廢水現如今沒有得到有效利用，一方面是由于這種礦井廢水當中含有的金屬元素較多，清理的時候很難將礦井廢水當中的金屬元素全部清除，另一方面就是在進行礦井開采的過程當中，很容易產生大量的礦井廢水，而過于大量的礦井廢水同樣很難進行有效的回收使用。

需要重點進行清理的就是礦井廢水當中的懸浮物、各項金屬元素，而這些金屬元素當中一部分來自于礦層上面的砂巖層，這一層中富含各種金屬元素，其中最多的就是硫酸根和鉀和鈉元素。在開采礦產的過程中，從水倉當中流出的水會經過這個巖層，因此水倉當中流出的水會含有一部分的金屬元素，之后流出的水流會通過灰巖層，這一層中所含有的金屬元素就是二價鐵元素和三價鐵元素，以及一部分的鈣元素和鎂元素。在經過這一層的時候，水流中就會富集出很多的金屬元素。而這種富含金屬元素的井下水想要用于工業當中，那么就需要經過凈化，其中我們所使用的凈化方法就是深度脫鹽凈化法[2]。

2 廢水處理工藝和廢水回收利用的重要性

2.1 廢水處理工藝

前面所提到的深度脫鹽凈化法，這種方法的具體工藝步驟如下：第一步就是進行廢水的引流和收集，將廢水收集到調節池當中，在經過調節水量和預先處理之后，將礦井廢水引入到沉淀池當中，在這個時候我們將會對礦井廢水當中的各項指標進行測量，一方面能夠方便接下來的沉淀工作，另一方面就是能夠盡可能的節省沉淀池當中所需要的各項藥劑。我們初步所需要投入到沉淀池當中的是石灰，石灰具有跟大部分金屬發生化學反應的性質，所以在石灰投入到礦井廢水當中的時候能夠盡可能的減少礦井廢水當中的各項金屬指標。第二個我們要投入的就是聚合氯化鋁，這種藥劑的主要作用就是對重金屬元素的祛除，一方面能夠有效的祛除重金屬元素的同時，還能夠有效的減少廢水當中無法進行反應的沉淀物，使得這些沉淀物也變成一種易發生反應的狀態，從而盡可能的提升整個廢水凈化的凈化效率。最后需要投入的就是聚丙烯酰胺，這種藥劑能夠有效的對礦井廢水當中的懸浮物和后續膜系統結垢進行清理。在沉淀池當中將能夠沉淀的元素進行沉淀處理之后，我們將礦井廢水投入到濾池當中，濾池的主要作用在于濾池當中擁有濾料過濾作用，這種過濾能夠將礦井廢水當中的有機物和SS 進行更進一步的清理達到進入膜系統的基本條件。在進行有機物和SS 的清理之后，我們將礦井廢水排入到超濾系統當中，進一步的對金屬元素、有機物和SS 進行清理。最后，將礦井廢水通過保安過濾器進入到加壓區，通過水泵進行高壓加持，進行礦井廢水的進一步清理，這樣所流出的水流就基本達到了工業用水的使用限制。

對于反滲透系統的凈化方式，反滲透所使用的主要結構是卷式和中空纖維式，由于相對結構形式的不同，這就使得中空纖維式對于給水的要求較高。在卷式結構當中，我們所進行的是深層次的過濾工作，我們將會使用醋酸纖維素膜和復合膜作為主要的過濾膜進行過濾工作[3]。一方面能夠有效的增加反滲透性能，另一方面還能有效的保證有機物不會穿過。從整個反滲透系統上來進行分析的話，復合膜（TFC 膜）相對于醋酸纖維膜（CA 膜） 來說，具有更好的使用性，一方面復合膜具有更好的通水性，并且其抗壓密化性也更好。所以在反滲透系統當中，復合膜的利用量要遠遠高于醋酸纖維膜。

2.2 廢水資源回收的重要性

在當今工業化社會發展的浪潮中，工業化的生產給人類帶來巨大財富的同時，對水資源的破壞也越來越嚴重。人類社會離不開水資源，平時的生活用水、工業用水及環境用水等水資源的破壞會限制人類社會的發展，長而久之會對人類社會造成不可恢復的毀滅性打擊。生態環境資源中的水資源保護一直是人類關注的話題，對水資源的檢測和防治是非常重要的工作，傳統的水質檢測工作是通過采集一定區域內的水體進行化驗分析，對水質成分進行檢測，通過成分分析來判斷水體的污染程度，這樣的方式片面且無法涵蓋人類所到達不了的區域，導致污染隱患[4]。即使這些廢水已經無法供給人們日常生活當中使用，但是它們同樣屬于一種水資源，所以對廢水的回收利用在一定程度上就是在凈化水資源，增加國家的淡水資源。廢水的回收工作大多數都較為復雜，但是廢水的回收工作對于整個國家來說是十分重要的，就像是本文中所說的重點，將煤礦礦井當中所產出的礦井廢水進行深度處理，并且進行回收利用，一方面能夠有效的提升廢水的利用率，另一方面還能有效的提升我們國家的淡水資源。通過資料我們可以知道的是，一個工廠每月所需要的工業用水量很大，而為了滿足工廠所需要的工業用水，那么對廢水進行深層次的凈化處理和回收再利用是十分重要的，能夠有效的保證工廠的工業用水供給。

3 結語

在進行礦產開采的過程中，產出的礦井廢水量是很大的，為了能夠盡可能的對這些礦井廢水進行二次利用，上文中提出了深層次凈化礦井廢水的方法，并且強調了礦井開采所產生的廢水回用對于人們的重要性，對于工廠的重要性。另外，還對礦井所產生的廢水來源進行了分析，分析了礦井廢水的懸浮物、金屬元素來源，并對這些元素的去除提出了相應的解決方法。